Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

с т о я н с т в а (п ар а м е тр о в и х а р а к т е р и с т и к т р а н зи с т о р н ы х у с и л и т е л е й .

С у ч ет о м с ф о р м у л и р о в а н н ы х в ы ш е з а д а ч в п ер во й г л а в е и с с л е д у ю т с я за в и с и м о с т и п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в от т е м п е р а т у р ы и р а б о ч е го р е ж и м а , в л и я н и е о сн о вн ы х д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в н а с т а т и ч е с к и е х а р а к т е р и ­ сти к и и с о б с т в е н н ы е ш у м ы т р а н з и с т о р о в , а т а к ж е м е т о ­ д ы с о з д а н и я б л а г о п р и я т н о г о т е п л о в о г о р е ж и м а ф у н к ­ ц и о н и р о в а н и я т р а н з и с т о р о в .

В о в т о р о й г л а в е в ы в о д я т с я ф о р м у л ы д л я р а с ч е т а то ч н ы х зн а ч е н и й п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в п р и 'ком п ­ л е к с н о м в о зд е й с тв и и н а н и х о сн о вн ы х д е с т а б и л и з и р у ю ­ щ и х ф а к т о р о в .

Г л а в а т р е т ь я п о с в я щ е н а а н а л и з у н а и б о л е е о б щ и х п о к а з а т е л е й , х а р а к т е р и з у ю щ и х с т а б и л ь н о с т ь р а б о ч и х р е ­ ж и м о в т р а н з и с т о р н ы х у с и л и т е л е й н а п о с то я н н о м и п е р е ­ м ен н о м то к е, и о ц е н к е у с л о в и й д о с т и ж е н и я з а д а н н о й с т а б и л ь н о с т и их п а р а м е т р о в .

В ч ет в е р то й и п я т о й п л а в а х и з л а г а е т с я с и с т е м а т и з и ­ р о в а н н ы й а н а л и з м е т о д о в с т а б и л и з а ц и и п а р а м е т р о в у с и ­ л и т е л ь н ы х у с тр о й с тв и э ф ф е к т а , д о с т и г а е м о г о п р и их п р и м ен ен и и .

Г л а в а ш е с т а я с о д е р ж и т м а т е р и а л ы р а з р а б о т к и м е т о ­ д и к и в е р о я т н о с т н о й о ц ен к и о ж и д а е м о й н е с т а б и л ь н о с т и п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р н ы х у с и л и т е л е й с у ч ёто м в л и я н и я н а р а з б р о с п а р а м е т р о в в ы б р а н н о г о р а б о ч е г о р е ж и м а н а п о с то я н н о м т о к е и гл у б и н ы о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я з и н а п е р ем ен н о м т о к е .

В с е д ь м о й г л а в е и з л а г а ю т с я о сн о вы п р о е к т и р о в а н и я т р а н зи с т о р н ы х у с и л и т е л е й с з а д а н н о й с т а б и л ь н о с т ь ю .

Г л а в а в о с ь м а я с о д е р ж и т и з л о ж е н и е м е т о д и к и р а с ч е ­ т а н о м и н а л о в п а р а м е т р о в у с и л и т е л е й , в ы п о л н ен н ы х п о о д н о т а к т н о й и д в у х т а к т н о й с х е м а м .

Г л а в а д е в я т а я п о с в я щ е н а в ы в о д у с о о тн о ш е н и й д л я и н ж е н е р н ы х р а с ч е т о в п о л е й д о п у с к о в п а р а м е т р о в т р а н ­ з и с т о р н ы х у с и л и т е л е й , в ы п о л н ен н ы х н о ти п о в ы м с х е м а м , а т а к ж е р е ш е н и ю з а д а ч и по с о г л а с о в а н н о м у в ы б о р у р а ­ б о ч е го р е ж и м а н а п о с то я н н о м и п е р е м е н н о м т о к е .

В д е с я т о й г л а в е о п и с ы в а е т с я м е т о д и к а р а с ч е т а п о л е й д о п у с к о в п а р а м е т р о в и х а р а к т е р и с т и к у с и л и т е л ь н ы х у с тр о й с тв , в ы п о л н е н н ы х н о н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы м с х е м а м , а т а к ж е п р и в о д я т с я с р а в н и т е л ь н ы е д а н н ы е р а с ­ ч ето в и и зм е р е н и й р я д а у с и л и т е л е й .

Г л а в а п е р в а я А Н А Л И З З А В И С И М О С Т Е Й П А Р А М Е Т Р О В

И Х А Р А К Т Е Р И С Т И К Т Р А Н З И С Т О Р О В О Т Т Е М П Е Р А Т У Р Ы И Р А Б О Ч Е Г О Р Е Ж И М А

1-1. ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРОВ

З а в и с и м о с т и п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в о т и с х о д н о г о м а ­ т е р и а л а , р а з м е р о в п е р е х о д о в и и х к о н ф и г у р а ц и и и зу ч е н ы д о с т а т о ч н о п о д р о б н о [Л . 1, 2, 6, 7, 10— 14, 17, 19, 25, 26]. О т н о с и т е л ь н о т о ч н о р а с ч е т н ы м п у т е м м о г у т б ы т ь о п р е ­

и б а з ы , в е л и ч и н ы о б р а т н о г о т о к а к о л л е к т о р а и т. >п. д л я к о н к р е т н ы х к о н с т р у к ц и й т р а н з и с т о р о в п р и ф и к с и р о в а н ­ н ы х з н а ч е н и я х т е м п е р а т у р ы , п и т а ю щ и х т о к о в и н а п р я ­ ж е н и й . О д н а к о у п о м я н у т ы е в ы р а ж е н и я и м е ю т с л о ж н у ю с тр у к т у р у , ч то н е в с е г д а п о з в о л я е т в ы я в и т ь ти п и ч н ы е ф о р м ы п р о я в л е н и я н е с т а б и л ь н о с т и п а р а м е т р о в т р а н з и ­ с то р о в п р и в н е ш н и х в о з д е й с т в и я х и з а т р у д н я е т и х п р а к ­ ти ч е с к о е и с п о л ь з о в а н и е .

В то ж е в р е м я а н а л и з м н о г о ч и с л е н н ы х о п ы т н ы х д а н ­ н ы х п о к а з ы в а е т , ч то о т н о с и т е л ь н ы е и з м е н е н и я с о о т в е т с т ­ в у ю щ и х п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в р а з л и ч н ы х т и п о в х а ­ р а к т е р и з у ю т с я в ы с о к о й и д е н т и ч н о с т ь ю . А п п р о к с и м а ц и я т а к о г о р о д а э к с п е р и м е н т а л ь н ы х к р и в ы х п о з в о л я е т п о л у ­ ч и ть з а в и с и м о с т и п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в о т т е м п е р а ­ т у р ы и р а б о ч е г о р е ж и м а , х а р а к т е р и з у ю щ и е с я д о с т а т о ч ­ н о й о б щ н о с ть ю и н а г л я д н о с т ь ю . П о д о б н ы й п о д х о д я в ­ л я е т с я в е с ь м а у д о б н ы м и п р и о ц е н к е в л и я н и я т е м п е р а ­ т у р ы и р а б о ч е г о р е ж и м а н а с о б с т в е н н ы е ш у м ы и с т а т и ­ ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и т р а н з и с т о р о в .

П р и о ц е н к е в л и я н и я т е м п е р а т у р ы и р а б о ч е г о р е ж и м а н а п а р а м е т р ы у с и л и т е л ь н ы х у с т р о й с т в н а т р а н з и с т о р а х р а с с м а т р и в а ю т с я :

а ) с о б с т в е н н о п а р а м е т р ы т р а н з и с т о р о в , з а в и с я щ и е о т т е х н о л о г и и п р о и з в о д с т в а и ф и з и ч е с к и х с в о й с т в м а т е ­

и э м и т т е р а , е м к о с т и п е р е х о д о в , х а р а к т е р и с т и ч е с к и е с о ­ п р о т и в л е н и я , а т а к ж е к о э ф ф и ц и е н ты п е р е д а ч и т о к а и н а ­

зо в ы х и с к а ж е н и й и к о э ф ф и ц и е н т ш у м о в .

б о л е е э ф ф е к т и в н ы е с р е д с т в а .вн еш н его .во зд ей ств и я д л я о б е сп е ч н и я з а д а н н о г о п о с т о я н с т в а п а р а м е т р о в у с и л и ­ т е л ь н ы х у с т р о й с т в п р и р а б о т е в у с л о в и я х , о т л и ч а ю щ и х ­ с я о т н о р м а л ь н ы х .

С о п р о ти в л е н и е к о л л е к т о р а . С о п р о ти вл ен и е к о л л е к т о р а

гд е 2 W — э ф ф е к т и в н а я т о л щ и н а б а зы , см ; а — к о э ф ф и ­ ц и е н т п е р е д а ч и т о к а э м и т т е р а ; а п — у д е л ь н а я э л е к т р о н ­ н а я п р о в о д и м о с т ь , ( о м - с м ) ~ х; g o « 8 ,8 5 * 10-12 — д и э л е к т ­ р и ч е с к а я п о с т о я н н а я , а * с е к / ( в • с м ) ; | п — д и э л е к т р и ч е ­

с тв ен н о п о д в и ж н о с т ь э л е к т р о н о в и « д ы р о к » , с м 21 (в • с е к ) ; п и р р — с о о т в е т с т в е н н о к о н ц е н т р а ц и я э л е к т р о н о в и « д ы р о к » , см ~3.

З а в и с и м о с т ь п о д в и ж н о с т и н о с и т е л е й о т т е м п е р а т у р ы

гд е Т — а б с о л ю т н а я т е м п е р а т у р а (° К ).

Т а к и м о б р а з о м , и з (1 -1) ви д н о , ч то с о п р о т и в л е н и е к о л л е к т о р а з а в и с и т от р е ж и м а п и т а н и я т р а н з и с т о р а и и м е е т с л о ж н у ю з а в и с и м о с т ь о т т е м п е р а т у р ы .

г д е k = 1 ,3 8 - 1 0 " 33 в т - с е к ( г р а д — п о с т о я н н а я Б о л ьц м ан а; с = y N cN u — к о н с т а н т а , з а в и с я щ а я о т с т р у к т у р ы п о л у п р о ­

в о д н и к о в о го м а т е р и а л а ; N c и N u — э ф ф е к т и в н а я п л о т ­ н о с ть к в а н т о в ы х с о с то я н и й в з о н е п р о в о д и м о с т и и в в а ­ л е н тн о й зо н е с о о т в е т с т в е н н о , см ~ 3; А Е — ш и р и н а з а п р е ­

э м и т т е р а .

П р и п р а к т и ч е с к и х р а с ч е т а х в е л и ч и н ы с о п р о т и в л е н и я к о л л е к т о р а в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р м о ж н о в о с п о л ь з о ­

ко эф ф и ц и ен т; АЛ — р а зн о с т ь тем п ер ату р , °С ), п о л у ч ен н о й

ю